JP2015163814A - 保持器、転がり軸受および歯科用ハンドピース - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性を確保できる保持器、転がり軸受および歯科用ハンドピースを提供する。【解決手段】外輪３１および内輪３６の間に配設された複数の転動体５０を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する環状の保持器６０であって、環状のベース部６３と、ベース部６３から軸方向に突設された複数の爪部６４と、爪部６４同士の間に形成されて転動体５０を保持する複数の保持部６５と、爪部６４において案内輪１０である内輪３６から離間するように形成された逃げ部７０と、を備える。【選択図】図３
Description
この発明は、保持器、転がり軸受および歯科用ハンドピースに関するものである。
一般的に、転がり軸受は、同軸上に配置された外輪および内輪と、内輪と外輪との間に配設された複数の転動体と、この転動体を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する保持器と、を備える。保持器は、環状のベース部と、ベース部から保持器の軸方向に突設された複数の爪部と、複数の爪部同士の間に形成されて転動体を保持する複数の保持部と、を有する。また、転がり軸受は、外輪および内輪のうちいずれか一方が保持器の回転を案内する案内輪とされる。
ところで、転がり軸受の保持器は、高速回転する工作機械や歯科用ハンドピース等に使用される場合には、耐熱性や耐焼付き性、耐摩耗性等の耐久特性を向上させることが課題となる。
上述の課題に鑑み、耐熱性および耐摩耗性に優れた、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂材料により、保持器を形成することが考えられる。
しかし、ポリアミドイミド樹脂は、一般に他の樹脂材料と比較して高価である。さらに、ポリアミドイミド樹脂は、射出成型が困難であるため、切削加工により保持器を形成する必要があり、加工費も高価である。
上述の課題に鑑み、耐熱性および耐摩耗性に優れた、例えばポリアミドイミド樹脂等の樹脂材料により、保持器を形成することが考えられる。
しかし、ポリアミドイミド樹脂は、一般に他の樹脂材料と比較して高価である。さらに、ポリアミドイミド樹脂は、射出成型が困難であるため、切削加工により保持器を形成する必要があり、加工費も高価である。
そこで、例えば耐熱性を有する射出成型可能なポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等に、ガラス繊維やカーボン繊維等を配合した樹脂材料により、保持器を射出成型する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、保持器は、保持部と転動体との間の隙間等を有しているため、外輪または内輪が高速回転しているときに変位する。また、保持器の爪部は、ベース部に対して片持ち支持構造であるため、高速回転時に径方向および周方向に激しく振動（共振）し易い。とりわけ、案内輪と保持器との隙間が非常に狭くなっているため、爪部が案内輪に衝突するおそれがあるが、この際の接触により爪部は摩耗するとともに、同時に保持器の回転にブレーキを掛けるため転動体と保持器の爪部の間に大きな力が生じ摩耗が発生する。そして、この剛性の小さな爪部の衝突は保持器の振動を引き起こし易く、保持器に振動が発生すると保持器と内輪、外輪の接触による摩耗や、爪部が転動体の公転運動を妨げることにより大きな摩耗を発生させるおそれがある。したがって、保持器の耐久性の向上という点で改善の余地があった。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、耐久性を向上できる保持器、転がり軸受および歯科用ハンドピースの提供を課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明の保持器は、同軸上に配置された外輪と内輪との間に配設された複数の転動体を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する環状の保持器であって、前記外輪および前記内輪のいずれか一方を案内輪として回転する環状のベース部と、前記ベース部から前記保持器の軸方向に突設された複数の爪部と、前記複数の爪部同士の間に形成されて前記転動体を保持する複数の保持部と、を備え、前記爪部には、前記案内輪から離間するように逃げ部が形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、保持器の爪部には、案内輪から離間するように逃げ部が形成されているので、爪部を案内輪に対して常に離間させることができる。これにより、爪部が案内輪に衝突するのを防止できるので、この際の爪部の変形により生じる保持器の振動発生を抑制し、これに伴う保持器と内輪、外輪、転動体との接触による摩耗を防止して、保持器の耐久性を向上させることができる。
また、前記逃げ部は、前記爪部の内周面および外周面のうち前記案内輪に面する周面に形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、爪部が案内輪に衝突するのを確実に防止できる。
また、前記逃げ部は、前記爪部の基端から先端に向かって、前記案内輪から離間するように傾斜するテーパ部を含むことを特徴としている。
本発明によれば、逃げ部を射出成型等により容易に形成することができる。したがって、保持器を低コストに形成することができる。また、特別な機械加工等を要しないため、保持器を小型化できる。
また、前記逃げ部は、前記保持器の径方向に前記爪部を掘り込んだ段部を含むことを特徴としている。
本発明によれば、逃げ部を射出成型等により容易に形成することができる。したがって、保持器を低コストに形成することができる。また、特別な機械加工等を要しないため、保持器を小型化できる。
また、前記逃げ部は、前記保持器の径方向外側から見たとき、前記転動体の中心よりも前記軸方向における前記爪部の先端側に配置されていることを特徴としている。
本発明によれば、逃げ部が転動体の中心よりも爪部の先端側に配置されているので、爪部の本体部分の強度低下を抑制できる。これにより、爪部が案内輪に衝突するのを防止できるので、爪部の高速回転時における径方向および周方向への振動（共振）を抑制し、保持器と内輪、外輪、転動体との接触による摩耗を防止して、保持器の耐久性を向上させることができる。
また、前記逃げ部は、前記保持器の径方向外側から見たとき、前記軸方向における前記転動体の中心と前記爪部の先端との中間位置よりも前記爪部の先端側に配置されていることを特徴としている。
本発明によれば、逃げ部が軸方向における転動体の中心と爪部の先端との中間位置よりも爪部の先端側に配置されているので、爪部の本体部分の強度低下を確実に抑制できる。したがって、保持器と内輪、外輪、転動体との接触による摩耗を防止して、保持器の耐久性をさらに向上させることができる。
また、前記テーパ部は、前記爪部の先端から基端の全域に亘って形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、爪部が軽量化されるので、爪部の振動を抑えることができる。
また、前記テーパ部は、前記爪部の基端に形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、爪部を案内輪から確実に離間させることができる。また、爪部を軽量化して、爪部の共振周波数を高め振動を抑えることができるとともに、爪部が遠心力で変形する量を小さくすることができる。
また、前記案内輪は、前記内輪であり、前記逃げ部は、前記爪部の内周面に形成されていることを特徴としている。
本発明によれば、いわゆる内輪案内方式の保持器に対して適用することができる。
また、本発明の転がり軸受は、上述の保持器を備えたことを特徴とする。
また、本発明の歯科用ハンドピースは、上述の転がり軸受を備えたことを特徴とする。
また、本発明の歯科用ハンドピースは、上述の転がり軸受を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上述の保持器を備えるので、耐久性を確保できるとともに低コストな転がり軸受および歯科用ハンドピースとすることができる。
本発明によれば、保持器の爪部には、案内輪から離間するように逃げ部が形成されているので、爪部を案内輪に対して常に離間させることができる。これにより、爪部が案内輪に衝突するのを防止できるので、この際の爪部の変形により生じる保持器の振動発生を抑制し、これに伴う保持器と内輪、外輪、転動体との接触による摩耗を防止して、保持器の耐久性を向上させることができる。
以下に、本発明の実施形態に係るリテーナ（請求項の「保持器」に相当。）、このリテーナを備えた転がり軸受および歯科用ハンドピースについて説明をする。
図１は、本発明の実施形態に係る歯科用ハンドピース１の説明図である。
図１に示すように、歯科用ハンドピース１は、本体部２、ヘッド部３および工具５を備える。
ヘッド部３は、歯科用ハンドピース１の本体部２の先端側に設けられる。
工具５は、例えばドリルや砥石等の各種の工具であって、ヘッド部３に対して着脱自在に設けられる。なお、以下の説明では、歯科用ハンドピース１の工具５の回転軸を中心軸Ｏとして説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る歯科用ハンドピース１の説明図である。
図１に示すように、歯科用ハンドピース１は、本体部２、ヘッド部３および工具５を備える。
ヘッド部３は、歯科用ハンドピース１の本体部２の先端側に設けられる。
工具５は、例えばドリルや砥石等の各種の工具であって、ヘッド部３に対して着脱自在に設けられる。なお、以下の説明では、歯科用ハンドピース１の工具５の回転軸を中心軸Ｏとして説明する。
図２は、歯科用ハンドピース１のヘッド部３の断面図である。
図２に示すように、工具５は、ヘッド部３の内部の回転軸７に装着される。
回転軸７には、一対の転がり軸受２０，２０の内輪３６，３６が、それぞれ軸方向に並んで外挿される。
一対の転がり軸受２０，２０の外輪３１，３１は、それぞれヘッド部３のハウジング８に装着される。これにより、回転軸７および工具５は、ヘッド部３のハウジング８に、一対の転がり軸受２０，２０を介して回転自在に支持される。
回転軸７の外周面には、一対の転がり軸受２０，２０の間に、タービン翼９が設けられる。
回転軸７、工具５および内輪３６，３６は、タービン翼９に対して高圧の空気を噴射することにより、中心軸Ｏ周りに回転する。
回転軸７および工具５は、例えば一方向θ（以下、「回転方向θ」という。）にのみ回転可能である。歯科用ハンドピース１の工具５の回転数は、例えば３０００００ｒｐｍ〜４０００００ｒｐｍ程度である。
図２に示すように、工具５は、ヘッド部３の内部の回転軸７に装着される。
回転軸７には、一対の転がり軸受２０，２０の内輪３６，３６が、それぞれ軸方向に並んで外挿される。
一対の転がり軸受２０，２０の外輪３１，３１は、それぞれヘッド部３のハウジング８に装着される。これにより、回転軸７および工具５は、ヘッド部３のハウジング８に、一対の転がり軸受２０，２０を介して回転自在に支持される。
回転軸７の外周面には、一対の転がり軸受２０，２０の間に、タービン翼９が設けられる。
回転軸７、工具５および内輪３６，３６は、タービン翼９に対して高圧の空気を噴射することにより、中心軸Ｏ周りに回転する。
回転軸７および工具５は、例えば一方向θ（以下、「回転方向θ」という。）にのみ回転可能である。歯科用ハンドピース１の工具５の回転数は、例えば３０００００ｒｐｍ〜４０００００ｒｐｍ程度である。
（第一実施形態の転がり軸受）
一対の転がり軸受２０，２０（図２参照）は、それぞれ同一形状であるため、以下では、一方（図２における上側）の転がり軸受２０についてのみ説明をし、他方（図２における下側）の転がり軸受２０については説明を省略する。
転がり軸受２０の中心軸線は、歯科用ハンドピース１の工具５の中心軸Ｏと共通である。したがって、以下の説明では、転がり軸受２０の中心軸線を中心軸Ｏ、転がり軸受の内輪３６の回転方向をθという。また、以下では、中心軸Ｏに沿う方向を「軸方向」、中心軸Ｏに直交する方向を「径方向」、中心軸Ｏ周りに周回する方向を「周方向」という。
一対の転がり軸受２０，２０（図２参照）は、それぞれ同一形状であるため、以下では、一方（図２における上側）の転がり軸受２０についてのみ説明をし、他方（図２における下側）の転がり軸受２０については説明を省略する。
転がり軸受２０の中心軸線は、歯科用ハンドピース１の工具５の中心軸Ｏと共通である。したがって、以下の説明では、転がり軸受２０の中心軸線を中心軸Ｏ、転がり軸受の内輪３６の回転方向をθという。また、以下では、中心軸Ｏに沿う方向を「軸方向」、中心軸Ｏに直交する方向を「径方向」、中心軸Ｏ周りに周回する方向を「周方向」という。
図３は、第一実施形態に係る転がり軸受２０の断面図である。なお、図３において、転動体５０の中心を点Ｑにより図示し、軸方向における転動体５０の中心Ｑと爪部６４の先端との中間位置を点Ｑ１により図示している。
図３に示すように、転がり軸受２０は、輪体３０、複数の転動体５０およびリテーナ６０を備える。
輪体３０は、外輪３１および内輪３６を備える。外輪３１と内輪３６は、同軸上に配置される。内輪３６は、外輪３１の径方向の内側に配置される。
複数の転動体５０は、輪体３０を構成する外輪３１と内輪３６との間において、環状に配置される。
リテーナ６０は、複数の転動体５０を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する。
図３に示すように、転がり軸受２０は、輪体３０、複数の転動体５０およびリテーナ６０を備える。
輪体３０は、外輪３１および内輪３６を備える。外輪３１と内輪３６は、同軸上に配置される。内輪３６は、外輪３１の径方向の内側に配置される。
複数の転動体５０は、輪体３０を構成する外輪３１と内輪３６との間において、環状に配置される。
リテーナ６０は、複数の転動体５０を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する。
外輪３１は、例えばステンレス等の金属材料からなる。外輪３１は、軸方向に所定の厚さを有する円筒状の部材であり、例えば鍛造や機械加工等により形成される。
外輪３１の内周面３２における軸方向の中間部には、外輪転動面３４が形成される。外輪転動面３４は、転動体５０の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成される。外輪転動面３４の側面断面における曲率半径は、転動体５０の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成される。外輪転動面３４は、外輪３１の内周面３２の全周にわたって形成される。外輪転動面３４は、複数の転動体５０の外表面が当接可能である。
外輪３１の内周面３２における軸方向の中間部には、外輪転動面３４が形成される。外輪転動面３４は、転動体５０の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成される。外輪転動面３４の側面断面における曲率半径は、転動体５０の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成される。外輪転動面３４は、外輪３１の内周面３２の全周にわたって形成される。外輪転動面３４は、複数の転動体５０の外表面が当接可能である。
内輪３６は、例えばステンレス等の金属材料からなる。内輪３６は、軸方向に外輪３１と同等の厚さを有する、略円筒状の部材であり、例えば鍛造や機械加工等により形成される。
内輪３６の外周面３７における軸方向の中間部には、内輪転動面３９が形成される。内輪転動面３９は、転動体５０の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成される。内輪転動面３９の側面断面における曲率半径は、転動体５０の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成される。内輪転動面３９は、内輪３６の外周面３７の全周にわたって形成される。内輪転動面３９は、複数の転動体５０の外表面が当接可能である。
内輪３６は、歯科用ハンドピース１の回転軸７および工具５（いずれも図２参照）とともに、中心軸Ｏ周りに高速回転する。
内輪３６の外周面３７における軸方向の中間部には、内輪転動面３９が形成される。内輪転動面３９は、転動体５０の外表面に沿うように側面断面が円弧状に形成される。内輪転動面３９の側面断面における曲率半径は、転動体５０の外表面の曲率半径と略同一か、若干大きくなるように形成される。内輪転動面３９は、内輪３６の外周面３７の全周にわたって形成される。内輪転動面３９は、複数の転動体５０の外表面が当接可能である。
内輪３６は、歯科用ハンドピース１の回転軸７および工具５（いずれも図２参照）とともに、中心軸Ｏ周りに高速回転する。
転動体５０は、ステンレス等の金属材料やジルコニヤ等のセラミック材料等により球状に形成される。転動体５０は、外輪３１の外輪転動面３４および内輪３６の内輪転動面３９の間に複数個（本実施形態では７個）配置されて、外輪転動面３４および内輪転動面３９に沿って転動する。
複数の転動体５０は、リテーナ６０によって、転動自在に周方向に沿って環状に均等配列される。
複数の転動体５０は、リテーナ６０によって、転動自在に周方向に沿って環状に均等配列される。
（第一実施形態に係るリテーナ）
図４は、第一実施形態に係るリテーナ６０の説明図であり、図４（ａ）はリテーナ６０の外観斜視図であり、図４（ｂ）は転がり軸受２０の中心軸Ｏを含む断面図である。
図５は、リテーナ６０の逃げ部７０の作用を示す図である。なお、図４（ｂ）および図５において、転動体５０の中心を点Ｑにより図示し、軸方向における転動体５０の中心Ｑと爪部６４の先端との中間位置を点Ｑ１により図示している。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、リテーナ６０は、合成樹脂等からなる円筒状の部材である。リテーナ６０は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等から形成される。
リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間において、内輪３６および外輪３１と同軸上に配置される。リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間に配設された複数の転動体５０を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する。
リテーナ６０の軸方向の長さは、内輪３６および外輪３１の軸方向の長さよりもやや短く形成される。
リテーナ６０は、内輪３６が高速回転し、複数の転動体５０が中心軸Ｏ周りに回転方向θに公転（転動）したとき、複数の転動体５０の公転（転動）に伴って回転方向θに回転する。
図４は、第一実施形態に係るリテーナ６０の説明図であり、図４（ａ）はリテーナ６０の外観斜視図であり、図４（ｂ）は転がり軸受２０の中心軸Ｏを含む断面図である。
図５は、リテーナ６０の逃げ部７０の作用を示す図である。なお、図４（ｂ）および図５において、転動体５０の中心を点Ｑにより図示し、軸方向における転動体５０の中心Ｑと爪部６４の先端との中間位置を点Ｑ１により図示している。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、リテーナ６０は、合成樹脂等からなる円筒状の部材である。リテーナ６０は、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等から形成される。
リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間において、内輪３６および外輪３１と同軸上に配置される。リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間に配設された複数の転動体５０を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する。
リテーナ６０の軸方向の長さは、内輪３６および外輪３１の軸方向の長さよりもやや短く形成される。
リテーナ６０は、内輪３６が高速回転し、複数の転動体５０が中心軸Ｏ周りに回転方向θに公転（転動）したとき、複数の転動体５０の公転（転動）に伴って回転方向θに回転する。
リテーナ６０は、ベース部６３および複数の爪部６４を備える。
ベース部６３は、外輪３１および内輪３６と同軸上に配置される環状の部材である。ベース部６３の径方向の厚みは、転動体５０の直径の例えば１／２から１／３程度である。ベース部６３の軸方向の長さは、外輪３１と内輪３６の軸方向の長さの例えば１／３程度に形成される。
ベース部６３の中心軸線は、転がり軸受２０および歯科用ハンドピース１の中心軸Ｏと同軸である。
ベース部６３は、外輪３１および内輪３６と同軸上に配置される環状の部材である。ベース部６３の径方向の厚みは、転動体５０の直径の例えば１／２から１／３程度である。ベース部６３の軸方向の長さは、外輪３１と内輪３６の軸方向の長さの例えば１／３程度に形成される。
ベース部６３の中心軸線は、転がり軸受２０および歯科用ハンドピース１の中心軸Ｏと同軸である。
複数の爪部６４は、ベース部６３の側面（軸方向の端面）から軸方向の一方側（図４における上側）に沿って突設される。爪部６４の本数は、本実施形態では７本である。複数の爪部６４は、ベース部６３の周方向において均等間隔に配置される。
爪部６４の軸方向の長さは、転動体５０の直径の例えば１／２から２／３程度である。なお、爪部６４の軸方向の長さは、より短い方が好ましい。爪部６４を短く設定することにより、振動（すなわち振幅）を小さくできるとともに、遠心力による爪部６４の撓みを抑制できる。
爪部６４の軸方向の長さは、転動体５０の直径の例えば１／２から２／３程度である。なお、爪部６４の軸方向の長さは、より短い方が好ましい。爪部６４を短く設定することにより、振動（すなわち振幅）を小さくできるとともに、遠心力による爪部６４の撓みを抑制できる。
複数の爪部６４は、周方向の両側面がそれぞれ半円弧形に窪むように形成される。これにより、隣接する爪部６４同士の間に、凹曲面状の保持部６５が形成される。したがって、リテーナ６０の側面には、複数の保持部６５が形成される。
複数の保持部６５は、ベース部６３に対して径方向に貫通する。複数の保持部６５は、転がり軸受２０（外輪３１、内輪３６）の軸方向の中間部に配置される。つまり、複数の保持部６５は、外輪３１の外輪転動面３４および内輪３６の内輪転動面３９の間に対応する位置に配置される。
複数の保持部６５は、ベース部６３に対して径方向に貫通する。複数の保持部６５は、転がり軸受２０（外輪３１、内輪３６）の軸方向の中間部に配置される。つまり、複数の保持部６５は、外輪３１の外輪転動面３４および内輪３６の内輪転動面３９の間に対応する位置に配置される。
複数の保持部６５は、ベース部６３の側面から突設する複数の爪部６４間に対応する数だけ形成される。このため、保持部６５の数は、爪部６４と同数（本実施形態では７個）である。また、複数の保持部６５は、ベース部６３の周方向において均等間隔に配置される。
保持部６５の内径（直径）は、転動体５０の直径よりもやや大きく形成される。これにより、保持部６５は、転動体５０を遊挿可能であり、転動体５０を転動自在に保持できる。保持部６５に転動体５０を嵌め込むことにより、転動体５０がリテーナ６０に保持される。
保持部６５の内径（直径）は、転動体５０の直径よりもやや大きく形成される。これにより、保持部６５は、転動体５０を遊挿可能であり、転動体５０を転動自在に保持できる。保持部６５に転動体５０を嵌め込むことにより、転動体５０がリテーナ６０に保持される。
リテーナ６０は、いわゆる内輪案内方式のリテーナである。すなわち、リテーナ６０は、内輪３６と外輪３１との間において、中心軸Ｏと同軸に配置されたとき、外輪３１よりも内輪３６に近接し、内輪３６がリテーナ６０の回転を案内する案内輪１０となっている。リテーナ６０の内周面６１と内輪３６の外周面３７との離間距離は、リテーナ６０の外周面６２と外輪３１の内周面３２との離間距離よりも狭くなっている。
このように、内輪３６が回転する転がり軸受２０において、リテーナ６０を内輪３６で案内することで内輪３６とリテーナ６０との間の相対スピードは小さくなるため、リテーナ６０の内輪３６との案内面の摩耗も小さく抑えることができる。
このように、内輪３６が回転する転がり軸受２０において、リテーナ６０を内輪３６で案内することで内輪３６とリテーナ６０との間の相対スピードは小さくなるため、リテーナ６０の内輪３６との案内面の摩耗も小さく抑えることができる。
リテーナ６０のベース部６３は、内輪３６の外周面３７に対して接触する場合がある。より詳細には、リテーナ６０の内周面６１のうち、ベース部６３の内周面６１ａのみが内輪３６の外周面３７に接触する場合がある。
言い換えると、リテーナ６０の内周面６１のうち、複数の爪部６４の内周面６１ｂは、案内輪１０である内輪３６の外周面３７から常に離間する。複数の爪部６４の内周面６１ｂには、内輪３６の外周面３７から離間する逃げ部７０が設けられる。
言い換えると、リテーナ６０の内周面６１のうち、複数の爪部６４の内周面６１ｂは、案内輪１０である内輪３６の外周面３７から常に離間する。複数の爪部６４の内周面６１ｂには、内輪３６の外周面３７から離間する逃げ部７０が設けられる。
逃げ部７０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂにおいて、軸方向の基端（図４における下側）から先端（図４における上側）に向かって、案内輪１０である内輪３６から離間するテーパ部７０ａとなっている。すなわち、本実施形態の逃げ部７０は、爪部６４の先端の内周面６１ｂに形成されたテーパ部７０ａである。テーパ部７０ａは、中心軸Ｏに対して例えば１０°〜４５°の角度で傾斜する傾斜面となっている。複数の爪部６４には、同一形状の逃げ部７０が形成される。爪部６４は、逃げ部７０を設けたことにより、基端よりも先端の方が径方向の厚みが薄い。これにより、爪部６４の先端が軽量化される。
逃げ部７０は、リテーナ６０の径方向外側から見たとき、転動体５０の中心Ｑよりも軸方向における爪部６４の先端側に配置されている。さらに、本実施形態において、逃げ部７０は、リテーナ６０の径方向外側から見たとき、軸方向における転動体の中心Ｑと爪部６４の先端との中間位置Ｑ１よりも爪部６４の先端側に配置されている。
逃げ部７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。逃げ部７０の作用については後述する。
逃げ部７０は、リテーナ６０の径方向外側から見たとき、転動体５０の中心Ｑよりも軸方向における爪部６４の先端側に配置されている。さらに、本実施形態において、逃げ部７０は、リテーナ６０の径方向外側から見たとき、軸方向における転動体の中心Ｑと爪部６４の先端との中間位置Ｑ１よりも爪部６４の先端側に配置されている。
逃げ部７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。逃げ部７０の作用については後述する。
リテーナ６０は、内輪３６の高速回転に伴って、複数の転動体５０と共に回転方向θに回転する。このとき、転動体５０は、保持部６５に対して遊挿されているため、リテーナ６０に変位が生じ、複数の爪部６４の先端も周方向や径方向に変位する。なお、リテーナ６０のベース部６３は、内輪３６により案内されるが、内輪３６とリテーナ６０との間の相対スピードが小さいため、リテーナ６０の内輪３６との案内面の摩耗も小さい状態となっている。
ところで、従来技術にあっては、リテーナ６０の変位が発生すると、案内輪１０である内輪３６の外周面３７および外輪３１の内周面３２に対して爪部６４が衝突するとともに、リテーナ６０の振動を引き起こすおそれがあった。この剛性の小さな爪部６４の衝突はリテーナ６０の振動を引き起こし易く、リテーナ６０に振動が発生すると、リテーナ６０と内輪３６、外輪３１の接触による摩耗や、爪部６４が転動体５０の公転運動を妨げることにより大きな摩耗を発生させるおそれがあった。したがって、転がり軸受２０の耐久性が著しく低下するおそれがあった。
これに対して、図５に示すように、本実施形態に係るリテーナ６０は、逃げ部７０を備えるため、リテーナ６０の変位が発生し、複数の爪部６４が周方向および径方向に変位したとしても、爪部６４と案内輪１０である内輪３６とが互いに接触することがない。すなわち、逃げ部７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間するため、爪部６４が内輪３６の外周面３７等に衝突することはない。
本実施形態によれば、リテーナ６０の爪部６４には、案内輪１０である内輪３６から離間するように逃げ部７０が形成されているので、リテーナ６０の変位が発生したとしても、爪部６４を案内輪１０に対して常に離間させることができる。これにより、爪部６４が案内輪１０に衝突するのを防止できるので、この際の爪部６４の変形により生じるリテーナ６０の振動発生を抑制し、これに伴うリテーナ６０と内輪３６、外輪３１、転動体５０との接触による摩耗を防止し、リテーナ６０の耐久性を向上させることができる。
また、逃げ部７０は、案内輪１０に面する爪部６４の内周面６１ｂに形成されているので、爪部６４が案内輪１０である内輪３６に衝突するのを確実に防止できる。
また、逃げ部７０は、爪部６４の基端から先端に向かって、案内輪１０である内輪３６から離間するように傾斜するテーパ部７０ａであるので、逃げ部７０を射出成型等により容易に形成することができる。したがって、リテーナ６０を低コストに形成することができる。また、特別な機械加工等を要しないため、リテーナ６０を小型化できる。
また、逃げ部７０は、リテーナ６０の径方向外側から見たとき、転動体５０の中心Ｑよりも軸方向における爪部６４の先端側に配置されているので、爪部６４の本体部分の強度低下を抑制できる。これにより、爪部６４が案内輪１０に衝突するのを防止できるので、爪部６４の高速回転時における径方向および周方向への振動（共振）を抑制し、リテーナ６０と内輪３６、外輪３１、転動体５０との接触による摩耗を防止して、リテーナ６０の耐久性を向上させることができる。
また、逃げ部７０は、軸方向における転動体５０の中心Ｑと爪部６４の先端との中間位置Ｑ１よりも爪部６４の先端側に配置されているので、爪部６４の本体部分の強度低下を確実に抑制できる。したがって、リテーナ６０と内輪３６、外輪３１、転動体５０との接触による摩耗を防止して、リテーナ６０の耐久性をさらに向上させることができる。
（各実施形態に係るリテーナ）
続いて、各実施形態に係るリテーナについて説明する。以下では、第一実施形態と同様の構成部分については詳細な説明を省略する。
図６は、第二実施形態に係るリテーナ１６０の説明図であり、図６（ａ）はリテーナ１６０の外観斜視図であり、図６（ｂ）は転がり軸受２０の中心軸Ｏを含む断面図である。
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、リテーナ１６０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂに逃げ部１７０を有する。
逃げ部１７０は、爪部６４の内周面６１ｂにおいて、複数の爪部６４の内周面６１ｂにおいて、軸方向の基端（図６における下側）から先端（図６における上側）に向かって、案内輪１０である内輪３６から離間するテーパ部１７０ａとなっている。逃げ部１７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。
逃げ部１７０は、爪部６４の先端から基端の全域に亘って形成される。すなわち、逃げ部１７０の軸方向の長さは、爪部６４の軸方向の長さと同一である。
続いて、各実施形態に係るリテーナについて説明する。以下では、第一実施形態と同様の構成部分については詳細な説明を省略する。
図６は、第二実施形態に係るリテーナ１６０の説明図であり、図６（ａ）はリテーナ１６０の外観斜視図であり、図６（ｂ）は転がり軸受２０の中心軸Ｏを含む断面図である。
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、リテーナ１６０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂに逃げ部１７０を有する。
逃げ部１７０は、爪部６４の内周面６１ｂにおいて、複数の爪部６４の内周面６１ｂにおいて、軸方向の基端（図６における下側）から先端（図６における上側）に向かって、案内輪１０である内輪３６から離間するテーパ部１７０ａとなっている。逃げ部１７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。
逃げ部１７０は、爪部６４の先端から基端の全域に亘って形成される。すなわち、逃げ部１７０の軸方向の長さは、爪部６４の軸方向の長さと同一である。
第二実施形態によれば、逃げ部１７０は、第一実施形態と同様の作用効果を奏するとともに、爪部６４がさらに軽量化されるので、爪部６４の振動を抑えることができる。したがって、爪部６４が案内輪１０である内輪３６に対して衝突するのを確実に回避できる。
また、テーパ部１７０ａは、爪部６４の先端から基端の全域に亘って形成されているので、爪部６４が軽量化されるとともに、爪部６４の振動を抑えることができる。
また、テーパ部１７０ａは、爪部６４の先端から基端の全域に亘って形成されているので、爪部６４が軽量化されるとともに、爪部６４の振動を抑えることができる。
図７は、第三実施形態に係るリテーナ２６０の説明図であり、図７（ａ）はリテーナ２６０の外観斜視図であり、図７（ｂ）は転がり軸受２０の中心軸Ｏを含む断面図である。
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、リテーナ２６０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂに逃げ部２７０を有する。
逃げ部２７０は、爪部６４の内周面６１ｂにおいて、先端側の内径がベース部６３の内径よりも大径に形成されるとともに、基端側（図７における下側）にテーパ部２７０ａが形成されている。つまり、逃げ部２７０は、爪部６４の基端側（図７における下側）にテーパ部２７０ａを含んでおり、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。
逃げ部２７０は、基端にテーパ部２７０ａを含むとともに、爪部６４の先端から基端の全域に亘って形成される。つまり、逃げ部２７０の軸方向の長さは、爪部６４の軸方向の長さと同一である。
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、リテーナ２６０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂに逃げ部２７０を有する。
逃げ部２７０は、爪部６４の内周面６１ｂにおいて、先端側の内径がベース部６３の内径よりも大径に形成されるとともに、基端側（図７における下側）にテーパ部２７０ａが形成されている。つまり、逃げ部２７０は、爪部６４の基端側（図７における下側）にテーパ部２７０ａを含んでおり、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。
逃げ部２７０は、基端にテーパ部２７０ａを含むとともに、爪部６４の先端から基端の全域に亘って形成される。つまり、逃げ部２７０の軸方向の長さは、爪部６４の軸方向の長さと同一である。
第三実施形態によれば、爪部６４がさらに軽量化されて、爪部６４の振動（振幅）もさらに小さくなる。したがって、爪部６４が案内輪１０である内輪３６に対して衝突するのを確実に回避できる。
図８は、第四実施形態に係るリテーナ３６０の説明図であり、図８（ａ）はリテーナ３６０の外観斜視図であり、図８（ｂ）は転がり軸受２０の中心軸Ｏを含む断面図である。
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、リテーナ３６０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂに逃げ部３７０を有する。
逃げ部３７０は、爪部６４の内周面６１ｂにおいて、軸方向の先端（図８における上側）が掘り込まれた段部３７０ａである。逃げ部３７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。
逃げ部３７０の軸方向の長さは、爪部６４の先端から基端に向けて、爪部６４の軸方向の長さの例えば１／４から１／５程度の長さとなるように形成される。
第四実施形態によれば、逃げ部３７０を射出成型等により容易に形成することができる。したがって、リテーナ３６０を低コストに形成することができる。また、特別な機械加工等を要しないため、リテーナ３６０を小型化できる。
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、リテーナ３６０は、複数の爪部６４の内周面６１ｂに逃げ部３７０を有する。
逃げ部３７０は、爪部６４の内周面６１ｂにおいて、軸方向の先端（図８における上側）が掘り込まれた段部３７０ａである。逃げ部３７０は、案内輪１０である内輪３６の外周面３７や内輪転動面３９に対して常に離間する。
逃げ部３７０の軸方向の長さは、爪部６４の先端から基端に向けて、爪部６４の軸方向の長さの例えば１／４から１／５程度の長さとなるように形成される。
第四実施形態によれば、逃げ部３７０を射出成型等により容易に形成することができる。したがって、リテーナ３６０を低コストに形成することができる。また、特別な機械加工等を要しないため、リテーナ３６０を小型化できる。
この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
第一実施形態では、歯科用ハンドピース１の工具５の転がり軸受２０を例に説明をしたが、これに限定されない。例えば、情報記録再生装置のディスクを回転させるスピンドルモータの軸受として転がり軸受２０を適用してもよいし、高速回転する工作機械の工具５の軸受として転がり軸受２０を適用してもよい。また、例えば自動車の内燃機関等に取り付けられる過給機（いわゆるターボチャージャー）内のタービンの軸受として転がり軸受２０を適用してもよい。
転がり軸受２０は、いわゆる内輪案内方式に限らない。したがって、リテーナ６０，１６０，２６０，３６０の外周面６２と外輪３１の内周面３２との離間距離が、リテーナ６０，１６０，２６０，３６０の内周面６１と内輪３６の外周面３７との離間距離よりも狭い、いわゆる外輪案内方式の転がり軸受２０に各実施形態に係るリテーナ６０，１６０，２６０，３６０を適用してもよい。この場合、逃げ部７０，１７０，２７０，３７０は、複数の爪部６４の外周面６２ｂに形成される。これにより、リテーナ６０，１６０，２６０，３６０の外周面６２のうち、複数の爪部６４の外周面６２ｂが外輪３１の内周面３２から常に離間する。また、外輪３１が回転する転がり軸受２０において、リテーナ６０を外輪３１で案内することで外輪３１とリテーナ６０との間の相対スピードは小さくなるため、リテーナ６０の外輪３１との案内面の摩耗も小さく抑えることができる。
各実施形態では、爪部６４の先端が転動体５０の頂部よりも軸方向の内側に位置しており、爪部６４の軸方向の長さが転動体５０の直径の例えば１／２から２／３程度に設定されていた。これに対して、爪部６４の軸方向の長さを例えば転動体５０の直径の例えば２／３よりも長く設定してもよい。ただし、爪部６４を短く設定することにより、振動（すなわち振幅）を小さくできるとともに、遠心力による爪部６４の撓みを抑制できる点で、上述の各実施形態に優位性がある。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
１・・・歯科用ハンドピース ２０・・・転がり軸受 ３１・・・外輪 ３２・・・内周面 ３６・・・内輪 ３７・・・外周面 ５０・・・転動体 ６０，１６０，２６０，３６０・・・リテーナ（保持器） ６１ｂ・・・内周面 ６２ｂ・・・外周面 ６３・・・ベース部 ６４・・・爪部 ６５・・・保持部 ７０，１７０，２７０，３７０・・・逃げ部 ７０ａ，１７０ａ，２７０ａ・・・テーパ部 ３７０ａ・・・段部
Claims (11)
- 同軸上に配置された外輪と内輪との間に配設された複数の転動体を周方向に均等配列させた状態で転動自在に保持する環状の保持器であって、
前記外輪および前記内輪のいずれか一方を案内輪として回転する環状のベース部と、
前記ベース部から前記保持器の軸方向に突設された複数の爪部と、
前記複数の爪部同士の間に形成されて前記転動体を保持する複数の保持部と、
を備え、
前記爪部には、前記案内輪から離間するように逃げ部が形成されていることを特徴とする保持器。 - 請求項１に記載の保持器であって、
前記逃げ部は、前記爪部の内周面および外周面のうち前記案内輪に面する周面に形成されていることを特徴とする保持器。 - 請求項２に記載の保持器であって、
前記逃げ部は、前記爪部の基端から先端に向かって、前記案内輪から離間するように傾斜するテーパ部を含むことを特徴とする保持器。 - 請求項２に記載の保持器であって、
前記逃げ部は、前記保持器の径方向に前記爪部を掘り込んだ段部を含むことを特徴とする保持器。 - 請求項１から４のいずれか１項に記載の保持器であって、
前記逃げ部は、前記保持器の径方向外側から見たとき、前記転動体の中心よりも前記軸方向における前記爪部の先端側に配置されていることを特徴とする保持器。 - 請求項５に記載の保持器であって、
前記逃げ部は、前記保持器の径方向外側から見たとき、前記軸方向における前記転動体の中心と前記爪部の先端との中間位置よりも前記爪部の先端側に配置されていることを特徴とする保持器。 - 請求項３に記載の保持器であって、
前記テーパ部は、前記爪部の先端から基端の全域に亘って形成されていることを特徴とする保持器。 - 請求項３に記載の保持器であって、
前記テーパ部は、前記爪部の基端に形成されていることを特徴とする保持器。 - 請求項１から８のいずれか１項に記載の保持器であって、
前記案内輪は、前記内輪であり、
前記逃げ部は、前記爪部の内周面に形成されていることを特徴とする保持器。 - 請求項１から９のいずれか１項に記載の保持器を備えたことを特徴とする転がり軸受。
- 請求項１０に記載の転がり軸受を備えたことを特徴とする歯科用ハンドピース。
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